新疆岳普湖縣節(jié)水改造工程實(shí)踐

李軍

（新疆喀什地區(qū)岳普湖縣水管總站 新疆 喀什 844400）

1 縣域概況

岳普湖縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部塔里木盆地西緣，地處蓋孜河和葉爾羌河中下游的沖積平原上，地理位置介于東經(jīng)76°25′～77°25′和北緯38°46′～39°22′之間，海拔1180m～1225m。岳普湖縣東鄰巴楚縣，東南臨莎車縣，西南與西部與英吉沙縣、疏勒縣毗鄰，北接伽師縣，縣境東西最長93km，南北最寬56km，總面積 4088.94km2(613.34萬畝)，耕地面積30.02萬畝，其中11.93萬畝耕地位于葉爾羌河流域內(nèi)。縣域地形整體坡降較小，四周稍高，中部平坦。

本次節(jié)水改造項(xiàng)目區(qū)位于岳普湖縣城以東35km的巴依阿瓦提鄉(xiāng)，東與阿巴提鎮(zhèn)、南與莎車為鄰，西與鐵力木鄉(xiāng)、北與四十二團(tuán)交界。鄉(xiāng)境地勢(shì)平坦，灌溉水源采用葉爾羌河水。項(xiàng)目的主要任務(wù)為建設(shè)完善的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，實(shí)施滴灌5200畝。具體實(shí)施包括首部系統(tǒng)（2個(gè)）：共配置LTW200-400水泵6臺(tái)，總裝機(jī)容量為270kW，啟動(dòng)箱6套，離心+砂石+網(wǎng)式三級(jí)過濾器共6臺(tái)，SFG400的施肥罐4臺(tái)，型號(hào)為S11-315/10變壓器2臺(tái)，安全保護(hù)和控制設(shè)備等；管道工程：主要包括干管、分干管、支管等地埋管道以及地面管道的滴灌管。

2 供水工程現(xiàn)狀及存在的問題

岳普湖縣之前的供水主要是老卡納渠，該渠洪水期通過蘇庫恰克水庫西庫外渠引水，枯水期通過蘇庫恰克水庫引水，渠道總長度為30.3km。其中，22.3km為全防滲渠，剩余8km為土渠，設(shè)計(jì)引水流量為8m3/s，該渠灌溉巴依阿瓦提鄉(xiāng)和阿洪魯克鄉(xiāng)8.62萬畝農(nóng)田。

本次節(jié)水改造項(xiàng)目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有渠道為巴依阿瓦提渠，該渠道通過葉根克力克閘引老卡納渠的水，設(shè)計(jì)引水流量為3m3/s，總長度為4.5km。現(xiàn)狀年項(xiàng)目區(qū)作物灌溉需水量折算到巴依阿瓦提支渠葉根克力克閘為286.59萬m3，實(shí)際引水量折算到巴依阿瓦提支渠葉根克力克閘為273.67萬m3，現(xiàn)狀年缺水13.09萬m3。項(xiàng)目區(qū)地表水徑流主要集中在6月～8月的洪水期，約占年徑流的70%，春季徑流量還不到10%，遠(yuǎn)不能滿足春灌的需水，項(xiàng)目區(qū)春季缺水達(dá)20多萬m3。由于灌區(qū)供水不足，當(dāng)?shù)剞r(nóng)村產(chǎn)業(yè)規(guī)模無法進(jìn)一步擴(kuò)大，特別是春季水量小，春旱缺水問題突出，農(nóng)業(yè)用水保障率低，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量提高和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

另外，項(xiàng)目區(qū)原始的灌溉采用地面灌溉，灌溉水利用率低，灌溉水利用系數(shù)僅為0.60，灌溉方式落后，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。而且田間量水設(shè)施沒有配套，田間無專人監(jiān)督，存在灌水定額偏大，水利投資缺乏，發(fā)展機(jī)制相應(yīng)落后等多方面問題。

3 節(jié)水改造工程設(shè)計(jì)

3.1 工程總體方案

本次節(jié)水改造設(shè)計(jì)全部改為棉花膜下滴灌，分兩個(gè)片區(qū)，每片區(qū)各2600畝，采用相同設(shè)計(jì)。滴灌工程需新建分水閘一座，沉淀池一座，連接渠道若干。

項(xiàng)目區(qū)地處老卡納渠灌區(qū)，水源為巴依阿瓦提渠。渠道從老卡納渠引水，設(shè)計(jì)引水流量為3m3/s，總長度為4.5km。渠水通過分水閘進(jìn)入連接渠，經(jīng)沉淀池后進(jìn)入滴灌工程首部系統(tǒng)。新建分水閘1座，分水流量為0.3m3/s；分水閘后接連接渠，連接渠長度為30m。連接渠設(shè)計(jì)流量為0.22m3/s，加大流量為0.3m3/s，渠底寬0.5m，渠深 0.8m，全渠采用現(xiàn)澆砼板襯砌。

首部系統(tǒng)位于滴灌工程西側(cè)，靠近巴依阿瓦提渠處。一個(gè)首部系統(tǒng)包括LTW200-400水泵3臺(tái)、啟動(dòng)箱3臺(tái)、離心+砂石+網(wǎng)式三級(jí)過濾器3臺(tái)、SFG400的施肥罐一套、型號(hào)為S11-315/10變壓器一臺(tái)及安全保護(hù)和控制設(shè)備等。

地埋管道分為干管、分干管兩級(jí)。干管垂直于作物種植方向，分干管平行于作物種植方向，分干管與支管垂直，采用支管輪灌方式。本次設(shè)計(jì)采用一年一用的單翼迷宮式滴灌帶，滴灌帶采用一膜兩管六行的形式。

3.2 部分供水參數(shù)計(jì)算

3.2.1 設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度

式中，Ea——設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，Ea=kckr（ET0）=6.89mm/d，本次設(shè)計(jì)取7mm/d；

kc——作物系數(shù)，取值1.2；

kr——覆蓋率影響系數(shù)，取值1。

經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度Ea=6.89mm/d，本次設(shè)計(jì)取7mm/d，設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度Ia=5.34mm/d，參照當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)取值為6mm/d。

3.2.2 灌水器選擇

參照《滴灌工程設(shè)計(jì)圖集》(國家節(jié)水灌溉工程技術(shù)研究中心，顧烈烽)中灌水器選型方法，對(duì)于本項(xiàng)目區(qū)土質(zhì)宜選擇流量較小的灌水器，參數(shù)見表1。

表1 一膜兩管六行滴灌帶參數(shù)表

3.2.3 設(shè)計(jì)管水定額

式中，m——設(shè)計(jì)灌水定額，mm；

γ——土壤容重，1.43g/cm3；

z——計(jì)劃濕潤土層深度，500mm；

p——設(shè)計(jì)土壤濕潤比，65%；

θmax，θmin——適宜土壤含水率上下限，占干土重量的25%。上下限一般取田間持水量（重量比）的 65～90%，因此，θmax=22.5%，θmin=16.25%；

η——灌溉水利用系數(shù)，取0.90。

計(jì)算得本次棉花滴灌設(shè)計(jì)灌水定額確定為33mm，即22m3/畝。

3.2.4 設(shè)計(jì)灌水周期及滴灌日工作時(shí)間

式中，T——設(shè)計(jì)灌水周期；

Ea——作物設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，mm/d。

經(jīng)計(jì)算，T==4.24d。本次設(shè)計(jì)灌水周期取4天。

表2 滴灌帶設(shè)計(jì)參數(shù)詳細(xì)表

3.2.5 一次灌水延續(xù)時(shí)間

式中，t——一次灌水延續(xù)時(shí)間;

Se——滴頭間距，m；

SL——滴灌帶間距，m；

q——滴頭流量，L/h。

經(jīng)計(jì)算，t=4.01h，本次設(shè)計(jì)一次灌水延續(xù)時(shí)間取4h。

3.2.6 輪灌方式

本設(shè)計(jì)為21個(gè)灌溉小區(qū)，即一個(gè)支管所控制灌溉面積為一個(gè)灌溉小區(qū)。灌溉時(shí)灌溉小區(qū)開啟一根支管，整個(gè)系統(tǒng)分為20個(gè)輪灌組，一個(gè)輪灌組灌溉時(shí)間為4小時(shí)，一天工作20小時(shí)，4天可以全部灌完。

3.3 滴灌帶設(shè)計(jì)

3.3.1 滴灌帶極限孔數(shù)

式中，qd——滴頭的設(shè)計(jì)流量，qd=2.1L/h；

D——毛管直徑，管內(nèi)徑16mm，即：d=16.0mm；

K——水頭損失擴(kuò)大系數(shù)，為毛管總水頭損失與沿程水頭損失的比值，K=1.1～1.2，本設(shè)計(jì)中K取大值為1.2；

Se——毛管上分流孔的間距，取值0.3m。

計(jì)算得Nm=314。

3.3.2 滴灌帶極限鋪設(shè)長度

式中，S——滴頭間距，0.3m；

S0——滴灌帶進(jìn)口至第一個(gè)滴頭的間距，0.15m；

一膜兩管六行，Lm=94m。

本次設(shè)計(jì)分干管鋪設(shè)沿著地邊布置，支管長度為條田寬邊長度，考慮支管長度較長，滴灌帶為了滿足骨干管網(wǎng)流量要求，滴灌帶不宜太長，本次設(shè)計(jì)也考慮使用地產(chǎn)滴灌帶，滴灌帶實(shí)際鋪設(shè)長度62m，小于極限長度。

4 結(jié)語

本次節(jié)水灌溉工程的實(shí)施可以提高供水保證率和水資源利用率，有效解決灌區(qū)內(nèi)春旱缺水問題，節(jié)水、增產(chǎn)效果顯著，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，符合國家政策和有關(guān)規(guī)范規(guī)程的要求，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和邊疆地區(qū)政治穩(wěn)定具有重要的意義。通過本次滴灌改造工程的建設(shè)，還為岳普湖縣節(jié)水灌溉技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用起到示范實(shí)踐作用，為縣內(nèi)大力推廣高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。陜西水利